ＣＤを用いた回折格子の実験
目的： 回折格子を用いて、レーザー光線の波長を測定する。さらに、波長のわかった
このレーザー光源を用いて、ＣＤが反射型の回折格子になっていることを利用
して、線幅を測定する。
準備： Ｈｅ−Ｎｅレーザー（または、半導体レーザーポインタ）、
ガラスグレーチング（溝の間隔の与えられているもの）、
スクリーン（定規にグラフ用紙を貼ったものが使いやすい）
ＣＤ（コンパクトディスク）
注意； レーザー光線を直接目に入れないようにすること。
原理：
１） 右図のように、レーザー、グレーチング、スクリーンを配置して、直進光が
点ｏ に赤い点を生じるとき、一次回折光 ａ ａ’ として
（ｂ ｂ’ は二次の回折光とする。）
ｏａ＝ｏａ’＝ｘ となるように回折格子の向きを調節する。
（このとき直進光とスクリーンが垂直になる。）
回折格子とスクリーンの距離をＬとし、回折格子の溝の間隔をｄ、
レーザー光線の波長λ、整数ｎとして、
ｄ・ｓｉｎθ ＝ λ の関係がある。
２）
ＣＤは、円周方向に平行スリットをもつ反射型の回折格子に相当するので、
右図のように配置する。
注意；
１）と同様に、左右の回折光による明点が対称になるように、ＣＤ面を調節する。
入射光・反射光共にできるだけＣＤ面に垂直になるように、光源とスクリーンを近づける。
ＣＤとスクリーンの距離Ｌ、ｏａ＝ｏａ’＝ｘ として、１）と同様に、
ｄ・ｓｉｎθ ＝ λ の関係がある。
測定結果：
Ａ］ レーザー光線の波長を計算しなさい。ただし、
回折格子の溝の間隔 ｄ＝ とする。
Ｂ］ ＣＤの線間隔を求めよ。だだし、Ａ］で求めた波長を用いよ。
レーザー波長 λ＝ nm
考察：
ＣＤを用いた回折格子の実験（教師用）
目的： 回折格子を用いて、レーザー光線の波長を測定する。さらに、波長のわかった
このレーザー光源を用いて、ＣＤが反射型の回折格子になっていることを利用
して、線幅を測定する。
準備： Ｈｅ−Ｎｅレーザー（または、半導体レーザーポインタ）、
ガラスグレーチング（溝の間隔の与えられているもの）、
スクリーン（定規にグラフ用紙を貼ったものが使いやすい）
ＣＤ（コンパクトディスク）
注意； レーザー光線を直接目に入れないようにすること。
原理：
目的： 回折格子を用いて、レーザー光線の波長を測定する。さらに、波長のわかった
このレーザー光源を用いて、ＣＤが反射型の回折格子になっていることを利用
して、線幅を測定する。
準備： Ｈｅ−Ｎｅレーザー（または、半導体レーザーポインタ）、
ガラスグレーチング（溝の間隔の与えられているもの）、
スクリーン（定規にグラフ用紙を貼ったものが使いやすい）
ＣＤ（コンパクトディスク）
注意； レーザー光線を直接目に入れないようにすること。
原理：
１） 右図のように、レーザー、グレーチング、スクリーンを配置して、直進光が
点ｏ に赤い点を生じるとき、一次回折光 ａ ａ’ として
（ｂ ｂ’ は二次の回折光とする。）
ｏａ＝ｏａ’＝ｘ となるように回折格子の向きを調節する。
（このとき直進光とスクリーンが垂直になる。）
回折格子とスクリーンの距離をＬとし、回折格子の溝の間隔をｄ、
レーザー光線の波長λ、整数ｎとして、
ｄ・ｓｉｎθ ＝ λ の関係がある。
２）
ＣＤは、円周方向に平行スリットをもつ反射型の回折格子に相当するので、
右図のように配置する。
注意；
１）と同様に、左右の回折光による明点が対称になるように、ＣＤ面を調節する。
入射光・反射光共にできるだけＣＤ面に垂直になるように、光源とスクリーンを近づける。
ＣＤとスクリーンの距離Ｌ、ｏａ＝ｏａ’＝ｘ として、１）と同様に、
ｄ・ｓｉｎθ ＝ λ の関係がある。
測定結果：
Ａ］ レーザー光線の波長を計算しなさい。ただし、
回折格子の溝の間隔 ｄ＝ １．０ x １０−２ mm とする。
Ｂ］ ＣＤの線間隔を求めよ。だだし、Ａ］で求めた波長を用いよ。
レーザー波長 λ＝ ６８９ nm
考察：
補足説明
１ 実験の条件設定
Ｈｅ−Ｎｅレーザーは、 λ＝ ６３２．８ nm
Ｎａ放電管（Ｄ線）は、 λ＝ ５８９．０ nm と ５８９．６ nm であり、
多くの学校に備えられていると思われる。これにより、格子定数未知の回折格子の
スリット間隔が測定できる。
半導体レーザーポインタは、１個が消耗品価格で多数購入しやすいが、波長が各々で 異なっている。格子定数が定められたグレーチングがあれば、その波長を決定できる。 本実験ではこの方法に依った。
２ 市販の回折格子の例
ＣＤは反射型の回折格子になっており、その溝は正確に ６２５本 ／ １ｍｍ で、
ｄ＝ １．６ μｍ である。その他に、文房具店で２次元の回折格子シートがみつか ることもある（観光バスの照明などに使われる）。また、ＭＯディスクも可。ラッピ ングペーパーで回折格子になったものもある（虹色の反射光が見える）。
